90

Министерство образования и науки Российской федерации

ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет»

Институт радиоэлектроники и информационной безопасности

Конспект лекций

по дисциплине «Основы теории цепей»

для студентов очной и заочной формы обучения

направления подготовки 11.03.01 — «Радиотехника»

и специальности 11.05.01 — «Радиоэлектронные

системы и комплексы»

Севастополь

2016 г.

Содержание

Лекция № 1 4

Введение 4

Библиографический список 4

Тема 1. Основные понятия теории электрических цепей 5

1.1. Электрическая цепь 5

1.2. Электрический ток 5

1.3. Электрическое напряжение 5

1.4. Электродвижущая сила 6

1.5. Электрическая энергия и мощность 6

1.6. Электрическая схема 7

Лекция № 2 8

Тема 2. Идеализированные элементы электрической цепи 8

2.1. Сопротивление 8

2.2. Ёмкость 8

2.3. Индуктивность 10

2.4. Схемы замещения реальных электрических элементов 12

2.5. Идеальный источник напряжения 12

2.6. Идеальный источник тока 12

2.7. Схемы замещения реальных источников электрической энергии 13

Лекция № 3 15

Тема 3. Уравнения электрического равновесия цепи 15

3.1. Основные определения, относящиеся к топологии электрических цепей 15

3.2. Топологический граф электрических цепей 15

3.3. Компонентные и топологические уравнения электрической цепи 16

3.4. Система уравнений электрического равновесия цепи 18

Лекция № 4 19

Тема 4.  Расчёт цепей методом комплексных амплитуд 19

4.1. Комплексные числа и действия над ними 19

4.2. Гармоническая функция времени и ее параметры» 20

4.3. Комплексное изображение гармонической функции 21

Лекция № 5 23

4.4. Понятие о методе комплексных амплитуд 23

4.5. Комплексные сопротивление и проводимость цепи при гармоническом воздействии 23

4.6. Омическое сопротивление при гармоническом воздействии 25

4.7. Ёмкость при гармоническом воздействии 27

Лекция № 6 29

4.8. Индуктивность при гармоническом воздействии 29

4.9. Закон Ома в комплексной форме для участка цепи 30

4.10. Первый и второй законы Кирхгофа в комплексной форме 32

4.11. Этапы расчёта электрических цепей методом комплексных амплитуд 33

Лекция № 7 34

Тема 5. Энергетические процессы в электрических цепях при гармоническом воздействии 34

5.1. Мгновенная и полная мощность цепи при гармоническом воздействии 34

5.2. Комплексная мощность цепи при гармоническом воздействии 34

5.3. Согласование нагрузки с источником энергии 36

Тема 6. Анализ простейших электрических цепей при гармоническом воздействии 37

6.1. Последовательная RL-цепь при гармоническом воздействии 38

Лекция № 8 40

6.2. Последовательная RC-цепь при гармоническом воздействии 40

6.3. Параллельная RL-цепь при гармоническом воздействии 40

6.4. Параллельная RС-цепь при гармоническом воздействии 41

Тема 7. Преобразования электрических цепей 42

7.1. Преобразование последовательной цепи в параллельную и обратно 42

7.2. Комплексные схемы замещения источников напряжения и тока 43

Тема 8. Методы расчёта сложных электрических цепей 44

8.1. Метод контурных токов 44

Лекция № 9 47

8.2. Метод узловых напряжений 47

8.3. Метод наложения 49

8.4. Метод эквивалентного источника 50

Лекция № 10 52

Тема 9. Индуктивно связанные электрические цепи 52

9.1. Понятие взаимной индукции и взаимной индуктивности 52

9.3. Коэффициент связи между катушками индуктивности 54

9.4. Эквивалентное преобразование участков цепи, содержащих индуктивно связанные катушки 55

Лекция № 11 57

9.5. Линейный трансформатор без сердечника и его характеристики 57

Тема 10. Комплексные характеристики электрических цепей 59

10.1. Понятие о комплексных характеристиках цепи 59

10.2. Комплексные характеристики простейших RL- и RC-четырёхполюсников с одним реактивным элементом 60

Лекция № 12 63

10.3. Понятие о колебательных электрических цепях и резонансе 63

Тема 11. Последовательный колебательный контур 63

11.1. Резонансная частота и волновое сопротивление последовательного контура 63

11.2. Энергетические соотношения в последовательном контуре 64

11.3. Комплексное сопротивление последовательного контура 66

Лекция № 13 69

11.4. Виды расстроек и полоса пропускания последовательного контура 69

11.5. Комплексный коэффициент передачи последовательного контура 71

11.6. Влияние сопротивления источника энергии и нагрузки на характеристики последовательного контура 73

Лекция № 14 75